بینایی ماشین

2. ‫بهم‬ ‫متصل‬ ‫اجزاء‬ ‫زنی‬ ‫برچسب‬
‫ماشین‬ ‫بینایی‬ ‫درس‬ ‫در‬ ‫ارائه‬ ‫جهت‬
‫کامپیوتر‬ ‫معماری‬ ‫رشته‬ ‫ارشد‬ ‫کارشناسی‬ ‫مقطع‬
‫اکبرپور‬ ‫دکتر‬ :‫مدرس‬
‫هاشمی‬ ‫میرقادر‬ :‫دهنده‬ ‫ارائه‬
‫بهار‬1393‫تبریز‬ ‫واحد‬ ‫اسلمی‬ ‫آزاد‬ ‫دانشگاه‬

3. ‫کلسیک‬ ‫الگوریتم‬
‫توسط‬ ‫الگوریتم‬ ‫این‬Rosenfeld‫و‬Pfaltz‫سال‬ ‫در‬1966‫شده‬ ‫طراحی‬
‫داده‬ ‫ساختمان‬ ‫از‬ ‫و‬union-find‫که‬ ‫کرده‬ ‫استفاده‬ ‫مسأله‬ ‫این‬ ‫حل‬ ‫برای‬
‫الگوریتم‬ ‫نتیجه‬ ‫یک‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫خاطر‬ ‫به‬ ‫الگوریتم‬ ‫این‬ ،‫است‬ ‫مؤثر‬ ‫نسبتا‬
.‫یشود‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫خوانده‬ "‫"کلسیک‬ ‫گراف‬ ‫تئوری‬ ‫در‬ ‫اتصال‬ ‫عدم‬ ‫برای‬ ‫کلسیک‬
‫به‬ ‫پیکسسل‬ ‫الگوریتسم‬ ،‫اول‬ ‫گذر‬ ‫در‬ .‫اسست‬ ‫گذر‬ ‫دو‬ ‫از‬ ‫متشکسل‬ ‫الگوریتسم‬
‫با‬ ‫و‬ .‫یکند‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫چک‬ ‫را‬ ‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫و‬ ‫بالیی‬ ‫پیکسل‬ .‫یرود‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫جلو‬ ‫پیکسل‬
(‫هاند‬‌‫ش‬ ‫شد‬ ‫داده‬ ‫نسسبت‬ ‫ل‬ً ‫ن‬ ‫قب‬ ‫لها)کسه‬‌‫ش‬ ‫پیکسس‬ ‫ایسن‬ ‫برچسسب‬ ‫از‬ ‫بردن‬ ‫بهره‬
‫هرگونه‬ ،‫دوم‬ ‫گذر‬ ‫در‬ ‫و‬ .‫یدهد‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫نسسبت‬ ‫کنونسی‬ ‫پیکسسل‬ ‫بسه‬ ‫را‬ ‫برچسسبی‬
‫پاک‬ ‫را‬ ‫هم‬ ‫به‬ ‫متصل‬ ‫ههای‬‌‫ش‬ ‫ناحی‬ ‫برای‬ ‫برچسب‬ ‫چندین‬ ‫همچون‬ ‫اشتباهی‬
.‫یکند‬‌‫ش‬ ‫م‬
‫جزئیات‬ ‫به‬ ‫حال‬ ‫و‬ ‫گفتیم‬ ‫را‬ ‫الگوریتم‬ ‫کار‬ ‫نحوه‬ ‫از‬ ‫های‬‌‫ش‬ ‫خلهص‬ ‫ما‬ ‫بنابراین‬
.‫یشویم‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫وارد‬

4. ‫اول‬ ‫گذر‬
‫سمت‬ ‫بال‬ ‫گوشه‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ‫به‬ ‫یکی‬ ‫را‬ ‫عمل‬ ‫این‬ .‫یشود‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫چک‬ ‫پیکسلی‬ ‫هر‬ ،‫اول‬ ‫گذر‬ ‫در‬
.‫برسیم‬ ‫راست‬ ‫سمت‬ ‫پائین‬ ‫گوشه‬ ‫به‬ ‫تا‬ ‫کرده‬ ‫حرکت‬ ‫خط‬ ‫به‬ ‫خط‬ ‫و‬ ‫کرده‬ ‫شروع‬ ‫چپ‬
‫پیکسل‬ ‫شما‬ ‫اگر‬‘P’‫خواهید‬ ‫چک‬ ‫را‬ ‫نارنجی‬ ‫لهای‬‌‫ش‬ ‫پیکس‬ ‫فقط‬ ‫شما‬ ،‫یکنید‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫بررسی‬ ‫را‬
‫حافظه‬ ‫در‬ ‫تصویر‬ ‫از‬ ‫خط‬ ‫دو‬ ‫به‬ ‫فقط‬ ‫شما‬ ‫لها‬‌‫ش‬ ‫پیکس‬ ‫از‬ ‫کدام‬ ‫هر‬ ‫برای‬ ‫رو‬ ‫این‬ ‫از‬ .‫کرد‬
‫را‬ ‫الگوریتم‬ ‫این‬ ‫کم‬ ‫حافظه‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫لحاظ‬ ‫از‬ ‫گذشته‬ ‫در‬ ‫امر‬ ‫این‬ .‫داشت‬ ‫خواهید‬ ‫نیاز‬
‫های‬ ‫رم‬ ‫با‬ ‫روزه‬ ‫این‬ ‫ولی‬ ‫ینمود‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫مؤثر‬ ‫بسیار‬2‫گرفته‬ ‫نظر‬ ‫در‬ ‫زیاد‬ ‫بال‬ ‫به‬ ‫بایت‬ ‫گیگا‬
.‫یشود‬‌‫ش‬ ‫نم‬

5. ‫گام‬1
‫سزمینه‬‌‫ش‬ ‫پ‬ ‫پیکسل‬ ‫اگر‬ .‫یکنیم‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫چک‬ ‫را‬ ‫داریم‬ ‫کار‬ ‫آنها‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫هایی‬ ‫پیکسل‬ ‫ما‬ ‫گام‬ ‫این‬ ‫در‬
‫پیکسل‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫سادگی‬ ‫به‬ ‫ما‬ ،(‫هایم‬‌‫ش‬ ‫گذاشت‬ ‫که‬ ‫دیگری‬ ‫شرط‬ ‫هر‬ ‫یا‬ ،‫هصفر‬ ‫آن‬ ‫مقدار‬ ‫اگر‬ ‫یعنی‬ )‫باشد‬
.‫یرویم‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫بعدی‬ ‫مرجله‬ ‫به‬ ‫نهصورت‬‌‫ش‬ ‫ای‬ ‫غیر‬ ‫در‬ .‫یرویم‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫بعدی‬ ‫پیکسل‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫کرده‬ ‫هصرفنظر‬

6. ‫گام‬۲‫و‬۳
‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫و‬ ‫بال‬ ‫های‬ ‫پیکسل‬ ‫برچسب‬ ‫ما‬ ‫اینجا‬ ‫در‬‘P’‫ذخیره‬ ‫را‬ ‫آنها‬ ‫و‬ ‫یکنیم؛‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫واکشی‬ ‫را‬
‫در‬ ‫نجا‬‌‫ش‬ ‫ای‬ ‫یکنیم)در‬‌‫ش‬ ‫م‬A‫و‬B:‫شویم‬ ‫روبرو‬ ‫مورد‬ ‫چندین‬ ‫با‬ ‫است‬ ‫ممکن‬ ‫حال‬ .(
‫مرحله‬ ‫به‬ ‫سادگی‬ ‫به‬ ‫فقط‬ ‫مورد‬ ‫این‬ ‫در‬ :‫نباشند‬ ‫سزمینه‬‌‫ش‬ ‫پ‬ ‫لهای‬‌‫ش‬ ‫پیکس‬ ‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫یا‬ ‫و‬ ‫بال‬ ‫پیکسل‬
،‫یرویم‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫بعدی‬A‫یا‬ ‫و‬B.‫دارند‬ ‫را‬ ‫برچسب‬ ‫واقعی‬ ‫مقادیر‬
.‫بگیریم‬ ‫را‬ ‫بها‬‌‫ش‬ ‫برچس‬ ‫یتوانیم‬‌‫ش‬ ‫نم‬ ‫ما‬ ،‫مورد‬ ‫این‬ ‫در‬ :‫باشند‬ ‫سزمینه‬‌‫ش‬ ‫پ‬ ‫لهای‬‌‫ش‬ ‫پیکس‬ ،‫پیکسل‬ ‫ردو‬‌‫ش‬ ‫ه‬ ‫اگر‬
‫در‬ ‫را‬ ‫مقدارش‬ ‫و‬ ‫یکنیم‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫ایجاد‬ ‫جدید‬ ‫برچسب‬ ‫یک‬ ‫بنابراین‬A‫و‬B.‫یکنیم‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫ذخیره‬

7. ‫گام‬۴‫و‬۵
:‫است‬ ‫کوچکتر‬ ‫کدامیک‬ ‫یکنیم‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫پیدا‬ ‫حال‬A‫یا‬B‫پیکسل‬ ‫برچسب‬ ‫عنوان‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫آن‬ ‫مقدار‬ ‫و‬‘p’
.‫یدهیم‬‌‫ش‬ ‫م‬ ‫قرار‬

8. ‫گام‬۶
‫برچسب‬ ‫دارای‬ ‫بال‬ ‫پیکسل‬ ‫که‬ ‫داریم‬ ‫قرار‬ ‫جایگاهی‬ ‫در‬ ‫کنیم‬ ‫فرض‬A‫دارای‬ ‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫پیکسل‬ ‫و‬
‫برچسب‬B‫پیکسل‬ ‫نکه‬‌‫ک‬ ‫ای‬ ‫خاطر‬ ‫)به‬ ‫هستند‬ ‫متصل‬ ‫بهم‬ ‫برچسب‬ ‫دو‬ ‫این‬ ‫که‬ ‫یدانیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫ما‬ ‫اما‬ .‫باشد‬
.(‫یکند‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫متصل‬ ‫بهم‬ ‫را‬ ‫آنها‬ ‫کنونی‬
‫بهای‬‌‫ک‬ ‫برچس‬ ‫که‬ ‫کنیم‬ ‫ذخیره‬ ‫را‬ ‫اطلاعاتی‬ ‫که‬ ‫داریم‬ ‫نیاز‬ ‫ما‬ ،‫اینرو‬ ‫از‬‘A’‫و‬‘B’‫یکی‬ ‫واقع‬ ‫در‬
‫داده‬ ‫ساختمان‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫کار‬ ‫این‬ ‫ما‬ ‫و‬ .‫هستند‬union-find‫برچسب‬ ‫ما‬ .‫یدهیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫انجام‬
‘A’‫برچسب‬ ‫فرزند‬ ‫اعنوان‬ ‫به‬ ‫را‬‘B’‫گذر‬ ‫در‬ ‫الگوریتم‬ ،‫اطلاعات‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ .‫یدهیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫قرار‬
.‫کرد‬ ‫خواهد‬ ‫پاک‬ ‫را‬ ‫اشتباهات‬ ‫دوم‬
‫به‬ ‫کتر‬‌‫ک‬ ‫کوچ‬ ‫برچسب‬ ‫که‬ ‫باشید‬ ‫داشته‬ ‫خاطر‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫این‬ ‫دارید‬ ‫نیاز‬ ‫شما‬ ‫که‬ ‫چیزی‬ ‫تنها‬‘p’
.‫یشود‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫کتر‬‌‫ک‬ ‫کوچ‬ ‫اعدد‬ ‫فرزند‬ ‫گتر‬‌‫ک‬ ‫بزر‬ ‫اعدد‬ ‫و‬ ،‫است‬ ‫شده‬ ‫داده‬ ‫نسبت‬

9. ‫گام‬۷
.‫بعدی‬ ‫پیکسل‬ ‫به‬ ‫رفتن‬

10. ‫دوم‬ ‫گذر‬
‫را‬ ‫کنونی‬ ‫پیکسل‬ ‫برچسب‬ ‫الگوریتم‬ .‫یکند‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫اعبور‬ ‫پیکسل‬ ‫هر‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ‫به‬ ‫یکی‬ ‫الگوریتم‬ ،‫دوباره‬
‫یک‬ ‫برچسب‬ ‫اگر‬ .‫یکند‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫چک‬‘root’‫داده‬ ‫ساختمان‬ ‫در‬union-find‫بعدی‬ ‫پیکسل‬ ‫به‬ ،‫باشد‬
.‫یرود‬‌‫ک‬ ‫م‬
‫که‬ ‫بار‬ ‫یک‬ ،‫برسد‬ ‫ریشه‬ ‫به‬ ‫تا‬ ‫یکند‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫دنبال‬ ‫والد‬ ‫سمت‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫ها‬ ‫لینک‬ ‫الگوریتم‬ ،‫نوصورت‬‌‫ک‬ ‫ای‬ ‫غیر‬ ‫در‬
.‫یدهد‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫نسبت‬ ‫کنونی‬ ‫پیکسل‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫ریشه‬ ‫برچسب‬ ،‫رسید‬ ‫ریشه‬ ‫به‬
!‫تمام‬

11. ‫مثال‬
‫مثال‬ ‫یک‬ ‫به‬ ‫بخواهید‬ ‫است‬ ‫ممکن‬ ‫شما‬ ،‫داشت‬ ‫وجود‬ ‫الگوریتم‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫بود‬ ‫کارهایی‬ ‫تمام‬ ‫اینها‬
‫روی‬ ‫بر‬ ‫کار‬ ‫سادگی‬ ‫برای‬ ‫ما‬ .‫یشود‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫بررسی‬ ‫یک‬ ‫به‬ ‫یک‬ ‫پیکسل‬ ‫هر‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫بکنیم‬ ‫رسیدگی‬
.‫یکنیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫کار‬ ‫دودویی‬ ‫تصویر‬ ‫یک‬
:‫داریم‬ ‫را‬ ‫زیر‬ ‫دودویی‬ ‫تصویر‬ ‫کنیم‬ ‫فرض‬

12. ‫معنی‬ ‫به‬ ‫سفید‬ ‫خانه‬ ‫هر‬ .‫یدهد‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ‫پیکسل‬ ‫یک‬ ‫خانه‬ ‫هر‬۱‫معنی‬ ‫به‬ ‫سیاه‬ ‫و‬۰‫در‬ ‫ما‬ .‫است‬
‫انتظار‬ ‫ما‬ ‫تصویر‬ ‫در‬ ‫هآل‬‌‫ک‬ ‫اید‬ ‫حلقه‬ ‫یک‬ ‫با‬ .‫کنیم‬ ‫بزنی‬‌‫ک‬ ‫برچس‬ ‫را‬ ‫وصفر‬ ‫غیر‬ ‫لهای‬‌‫ک‬ ‫پیکس‬ ‫که‬ ‫داریم‬ ‫نظر‬
.‫باشد‬ ‫زیر‬ ‫بشکل‬ ‫ما‬ ‫نهایی‬ ‫نتیجه‬ ‫که‬ ‫داریم‬
‫واقعی‬ ‫های‬ ‫برچسب‬۱،۲،۳،۴‫بهای‬‌‫ک‬ ‫برچس‬ ‫از‬ ‫تصویری‬ ‫نمایشی‬ ‫فقط‬ ‫گها‬‌‫ک‬ ‫رن‬ ‫نجا‬‌‫ک‬ ‫ای‬ ‫در‬ .‫هستند‬
.‫هستند‬ ‫واقعی‬
.‫کنیم‬ ‫شروع‬ ‫بیایید‬ ،‫داد‬ ‫خواهد‬ ‫روی‬ ‫چیزی‬ ‫چه‬ ‫تقریبا‬ ‫یدانیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫که‬ ‫حال‬

13. ‫اول‬ ‫گذر‬


.‫یکنیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫شروع‬ ‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫بال‬ ‫گوشه‬ ‫از‬ ‫ما‬ .‫یبینیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫ماتریس‬ ‫هوصورت‬‌‫ک‬ ‫ب‬ ‫را‬ ‫تصویر‬ ‫همان‬ ‫اینجا‬ ‫در‬

14. ‫یک‬ ‫تا‬ ‫داریم‬ ‫نیاز‬ ‫ما‬ ‫بنابراین‬ ...‫ندارند‬ ‫وجود‬ ‫آنها‬ .‫یکنیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫چک‬ ‫را‬ ‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫و‬ ‫بال‬ ‫لهای‬‌‫ک‬ ‫پیکس‬ ‫ما‬
‫را‬ ‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫بال‬ ‫پیکسل‬ ‫برچسب‬ ‫ما‬ ،‫اینرو‬ ‫از‬ .‫نمائیم‬ ‫ایجاد‬ ‫را‬ ‫جدید‬ ‫برچسب‬۱‫)که‬ ‫یدهیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫قرار‬
.(‫شده‬ ‫متمایز‬ ‫زرد‬ ‫رنگ‬ ‫با‬

15. ‫سطر‬ ‫پیکسل‬ ‫ما‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫بعد‬۱‫ستون‬۲)‫ساده‬ ‫طور‬ ‫به‬ ‫یا‬ ،۱،۲‫پیکسل‬ ‫یک‬ ‫چون‬ .‫ینکنیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫چک‬ ‫را‬ (
)‫بعدی‬ ‫پیکسل‬ .‫ینکنیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫نکپی‬ ‫را‬ ‫آن‬ ‫برچسب‬ ‫ما‬ ‫بنابراین‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫در‬۱،۳‫پیکسل‬ ‫یک‬ (
‫برچسب‬ ‫)یک‬ ‫بماند‬ ‫باقی‬ ‫سیاه‬ ‫تا‬ ‫یذگذاریم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫و‬ ‫ینکنیم‬‌‫ک‬ ‫نم‬ ‫آن‬ ‫به‬ ‫اعتنائی‬ ‫ما‬ .‫است‬ ‫زمینه‬ ‫پس‬۰.(
) ‫پیکسل‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫بعد‬۱،۴‫یک‬ ‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫پیکسل‬ ‫اما‬ .‫ندارد‬ ‫وجود‬ ‫آن‬ ‫بالی‬ ‫در‬ ‫پیکسلی‬ ‫هیچ‬ .‫یآید‬‌‫ک‬ ‫م‬ (
) ‫ما‬ ‫نرو‬‌‫ک‬ ‫ای‬ ‫از‬ .‫یسازیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫جدید‬ ‫برچسب‬ ‫یک‬ ‫ما‬ ‫بنابراین‬ .‫است‬ ‫سزمینه‬‌‫ک‬ ‫پ‬ ‫پیکسل‬۱،۴‫برچسب‬ ‫با‬ ‫را‬ (
۲.(‫است‬ ‫شده‬ ‫متمایز‬ ‫تیره‬ ‫زرد‬ ‫رنگ‬ ‫با‬ ‫)نکه‬ ‫ینکنیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫نذگذاری‬‌‫ک‬ ‫نشا‬

16. )،‫بعدی‬ ‫پیکسل‬ ‫دو‬ ‫حال‬۱،۵) ‫و‬ (۱،۶‫آنها‬ ‫داشت.بنابراین‬ ‫خواهند‬ ‫را‬ ‫چپشان‬ ‫سمت‬ ‫پیکسل‬ ‫برچسب‬ (
‫برچسب‬۲).‫ذگرفت‬ ‫خواهند‬ ‫را‬1،۷) ‫در‬ .‫ینکنیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫نظر‬ ‫صرف‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫بنابراین‬ ‫است‬ ‫زمینه‬ ‫پس‬ (1،۸(
‫سمت‬ ‫پیکسل‬ ‫و‬ ‫ندارد‬ ‫وجود‬ ‫بالیی‬ ‫هستیم)پیکسل‬ ‫جدید‬ ‫برچسب‬ ‫ساختن‬ ‫به‬ ‫مجبور‬ ‫دوباره‬ ‫ما‬
.(‫است‬ ‫سزمینه‬‌‫ک‬ ‫پ‬ ‫پیکسل‬ ‫نیز‬ ‫چپ‬
‫سطر‬ ‫اتمام‬ ‫از‬ ‫وبعد‬۱:‫داشت‬ ‫خواهیم‬ ‫را‬ ‫زیر‬ ‫شکل‬ ‫به‬ ‫شبیه‬ ‫های‬‌‫ک‬ ‫نتیج‬ ‫ما‬ ،

17. ) ‫پیکسل‬ ‫حال‬2،1.‫دارد‬ ‫خود‬ ‫بالی‬ ‫در‬ ‫پیکسل‬ ‫یک‬ ‫دارای‬ ‫اما‬ .‫ندارد‬ ‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫در‬ ‫چیزی‬ ‫هیچ‬ (
‫آن‬ ‫برچسب‬1) ‫ینکنیم.برای‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫نکپی‬ ‫را‬ ‫آن‬ ‫ما‬ ‫بنابراین‬ .‫است‬۲،۲‫در‬ .‫ینکنیم‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫عمل‬ ‫همینطور‬ ‫هم‬ (
‫بال‬ ‫در‬ ‫پیکسل‬ ‫یک‬ ‫دوم‬ ‫سطر‬ ‫لهای‬‌‫ک‬ ‫پیکس‬ ‫یدهد.همه‬‌‫ک‬ ‫م‬ ‫روی‬ ‫سطر‬ ‫نکل‬ ‫برای‬ ‫اعمال‬ ‫همین‬ ،‫عمل‬
.‫است‬ ‫زیر‬ ‫شکل‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫نتیجه‬ ‫بنابراین‬ .‫دارند‬

24. ‫دوم‬ ‫گذر‬

27. ‫پایان‬